יש צורך לקבוע אילו נגעים טרכו-עורקים יתקדמו vasculature כלילית כדי להנחות התערבות לפני אוטם שריר הלב מתרחשת. מאמר זה מתאר את המודל הביומכני של העורקים מטומוגרפיה קוהרנטית אופטית באמצעות טכניקות אינטראקציה של מבנה נוזלים בפותל אלמנטים סופי מסחרי כדי לעזור לחזות התקדמות זו.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
טומוגרפיה קוהרנטית אופטית מבוסס ביומכנית נוזל מבנה ניתוח של טרשת עורקים כלילית התקדמות
במאמר זה
סיכום
תקציר
במאמר זה, אנו מציגים זרימת עבודה מלאה לניתוח ביומכני של פלאק תרמית באזור כלילית. עם טרשת עורקים כאחד הגורמים המובילים למוות עולמי, תחלואה ונטל כלכלי, יש צורך בדרכים חדשניות לניתוח וחיזוי התקדמותה. שיטה חישובית אחת כזו היא השימוש באינטראקציה בין מבנה נוזלים (FSI) כדי לנתח את האינטראקציה בין זרימת הדם לבין תחומי העורק/פלאק. יחד עם הדמיית in vivo, גישה זו יכולה להיות מותאמת לכל מטופל, ומסייעת להבדיל בין לוחות יציבים ולא יציבים. אנו מתארים את תהליך השיקום התלת מימדי, תוך שימוש בטומוגרפיה של קוהרנטיות אופטית תוך-וסקולרית (OCT) ובאנגיוגרפיה כלילית פולשנית (ICA). הפקת תנאי הגבול לסימולציה, כולל שכפול התנועה התלת ממדית של העורק, נדונה לפני ההתקנה והניתוח מתבצעים בפותל אלמנטים סופי מסחרי. ההליך לתיאור המאפיינים ההיפר-אלסטיים הלא ליניאריים ביותר של דופן העורק ומהירות הדם הפועמת / לחץ מתואר יחד עם הגדרת צימוד המערכת בין שני התחומים. אנו מדגימים את ההליך על ידי ניתוח פלאק שאינו אשם, סטנוטי מעט, עשיר בשומן בחולה בעקבות אוטם שריר הלב. סמנים מבוססים ומתעוררים הקשורים להתקדמות פלאק תרמית, כגון מתח הטיה קיר ו helicity מנורמל מקומי, בהתאמה, נדונים הקשורים לתגובה המבנית בקיר העורק ובפלאק. לבסוף, אנו מתרגמים את התוצאות לרזיונום קליני פוטנציאלי, דנים במגבלות ומתווים תחומים לפיתוח נוסף. השיטה המתוארת במאמר זה מראה הבטחה לסיוע בקביעת אתרים בסיכון להתקדמות טרשת עורקים, ולכן יכולה לסייע בניהול הנטל המשמעותי של מוות, תחלואה ונטל כלכלי של טרשת עורקים.
מבוא
מחלת לב כלילית (CAD) היא הסוג הנפוץ ביותר של מחלות לב ואחד הגורמים המובילים למוות ונטל כלכלי ברחבי העולם1,2. בארצות הברית, בערך אחד מכל שמונה מקרי מוות מיוחס ל- CAD3,4, בעוד שרוב מקרי המוות העולמיים מ- CAD נראים כיום במדינות בעלות הכנסה נמוכה ובינוניות5. טרשת עורקים היא המניע השולט של מקרי מוות אלה, עם קרע פלאק או שחיקה המובילה לאוטם עורקים כליליים אוטם שריר הלב חריף (AMI)6. גם לאחר revascularization של נגעים כלייליים אשמים, חולים יש סיכון משמעותי של אירועים קרדיווסקולריים שליליים גדולים חוזרים ונשנים (MA....
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פרוטוקול
הנתונים המנוקדים הבאים נותחו ממטופל שגויס לניסוי המתמשך של COCOMO-ACS מבוקר אקראי (ACTRN12618000809235; רויאל אדלייד בית החולים HREC מספר התייחסות: HREC / 17/RAH /366), עם אישור אתי נוסף שניתן על ידי מרכז אדלייד רשת הבריאות המקומית (CALHN) שירותי מחקר לצורך סימולציה ביומכנית (CALHN מספר 14179). איור 1 מסכם את זרימת העבודה המלאה המתוארת בפרוטוקול הבא, שניתן להחיל על כל תוכנה או קודים התומכים ב- FSI.
1. הערכת תמונה
- התאם תמונות מעקב בסיסיות ו- OCT באמצעות ציוני דרך אנטומיים כגון bifurcations ושימוש בתמונות מיד קרוב ל bifurcation דיסטלי דיסטלי ואת דיסטליה לביפורציה הפרוקסימלית ביותר. יש ל....
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
תוצאות
תוצאות מייצגות מוצגות עבור סמנים ביומכניים מבוססים ומתפתחים של התקדמות טרשת עורקים. מדדים מבוססים כגון תוצאות WSS ו- WSS (כולל מתח הגהה קיר ממוצע זמן (TAWSS) ומדד הגהה מתנד (OSI)) מוצגים באיור 10. הלחץ הגניסוי בקיר על מחזור הלב מונע במידה רבה על ידי מהירות הדם, עם זאת, גיאומטריית העורק ואת התנועה / התכווצות שלה לשחק תפקיד משמעותי בהתפלגות המרחבית שלה. ניתן לראות זאת במודרי TAWSS ו- OSI, עם OSI, מידה של מחזור זרימה, לאחר שנקשר להיווצרות טרשת עורקים. וריאציות כאלה מייצגות היצרות/כיפופים והאופי.......
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
דיון
השימוש בשיטות FSI לניתוח ביומכניקה כלילית הוא עדיין תחום מתפתח הן מהיבטי מידול מספרי והן מהיבטי תוצאות קליניות. כאן תיארנו את קווי המתאר של הגדרת ניתוח FSI ספציפי למטופל, המבוסס על האלמנט הסופי / שיטות נפח סופיות, תוך שימוש ב- OCT והדמיה אנגיוגרפית. בעוד שהשיטה שאנו מתארים כאן משתמשת בפותל רכיבים סופי מסחרי, ניתן להחיל את ההליך על כל תוכנה התומכת ב- FSI. יש עדיין כמה מגבלות שיש לשפר במתודולוגיה. ראשית, אנו מכירים בהגבלה של הצגת תוצאות מייצגות רק לחולה יחיד; עם זאת, אנו מציגים את הפרוטוקול הנוכחי כדי לתאר טוב יותר את התהל.......
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
גילויים
למחברים אין קונפליקטים להצהיר לגבי הכנת מאמר זה. ס.ג.נ. קיבל תמיכה מחקרית מ אסטרהזנקה, אמגן, אנתרה, אלי לילי, אספריון, נוברטיס, סרניס, חברת התרופות, רזברלוג'יקס, InfraReDx, רוש, סאנופי-רגנרון, ליפוסיאנס והוא יועץ לאסטרהזנקה, אקסיה, אלי לילי, אנתרה, קובה, אומתרה, מרק, טקדה, רסברלוג'יקס, סאנופי-רגנרון, CSL Behring, Esperion, ו Boehringer Ingelheim. P.J.P. קיבלה תמיכה מחקרית מאבוט ווסקולר, דמי ייעוץ מ-Amgen and Esperion ומנורת דוברים מאסטרהזנקה, באייר, בוהרינג'ר אינגלהיים, מרק שרינג-פלו ופייזר.
תודות
המחברים רוצים להכיר בתמיכה הניתנת על ידי אוניברסיטת אדלייד, בית החולים רויאל אדלייד (RAH) ומכון הבריאות והמחקר הרפואי של דרום אוסטרליה (SAHMRI). ניסוי COCOMO-ACS הוא מחקר ביוזמת החוקר הממומן על ידי מענקי פרויקטים של המועצה הלאומית לבריאות ומחקר רפואי (NHMRC) של אוסטרליה (ID1127159) וקרן הלב הלאומית של אוסטרליה (ID101370). H.J.C. נתמך על ידי מלגה מקרן החוקרים Westpac (מלגת מנהיגים עתידיים) ומכיר בתמיכה מאוניברסיטת אדלייד, בית הספר להנדסת מכונות ומלגת המחלקה לחינוך, מיומנויות והכשרה למחקר תעסוקתי (RTP). S.J.N. מקבל מלגת מחקר ראשית מ- NHMRC (ID1111630). P.J.P. מקבל מלגת מנהיג עתידי ברמה 2 מקרן הלב הלאומית של אוסטרליה (FLF102056) ומלגת פיתוח קריירה ברמה 2 מ- NHMRC (CDF116....
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
חומרים
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| ANSYS Workbench (גרסה 19.0) | פותר רכיבים סופיים מסחרי | ANSYS | |
| MATLAB (גרסה 2019b) | פלטפורמת תכנות מסחרית | Mathworks | |
| MicroDicom/ImageJ | MicroDicom/ImageJ | קורא DICOM בקוד פתוח | |
| Visual Studio (גרסה 2019) | סביבת פיתוח משולבת מסחרית | מיקרוסופט |
מקורות
- American Heart Association. Cardiovascular disease: A costly burden for America projections through 2035. American Heart Association. , (2017).
- Gheorghe, A., et al. The economic burden of cardiovascular disea....
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הדפסות חוזרות והרשאות
